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2011 Fiscal Year Research-status Report

ドパミンニューロン死におけるNrf2-ARE経路の役割解明と新規活性化物質の探索

Research Project

Project/Area Number 23790083
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

泉 安彦  京都大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (60456837)

Project Period (FY) 2011-04-28 – 2013-03-31
KeywordsNrf2-ARE経路 / ヘムオキシゲナーゼ-1
Research Abstract

酸化ストレスはパーキンソン病の病態と密接に関わっており、酸化ストレス防御機構であるNrf2-ARE経路の活性化は有望な治療法として期待されている。本研究では、細胞死におけるNrf2-ARE経路の役割を明らかにするとともに、新規Nrf2-ARE経路活性化物質を探索することを目的としている。これまでの検討により、ドパミンニューロンのモデルとしてPC12細胞に傷害を与えるとNrf2-ARE経路が活性化し、その下流で増加するグルタチオン(GSH)は細胞保護的に、ヘムオキシゲナーゼ-1(HO-1)は細胞傷害的に働くことを明らかにした。HO-1はヘムを分解し抗酸化作用のあるビリルビンを増加させる一方、遊離鉄の増加やヘム自体の減少を引き起こす可能性がある。今年度は、ヘムの減少が細胞傷害にどのように寄与するか検討した。細胞内のヘムを減少させると、ヘム蛋白質の一つであるカタラーゼの活性が有意に低下し、細胞死を増強した。一方、細胞内ヘムの補充はカタラーゼ活性を上昇させ、細胞死を抑制した。従って、細胞内ヘムはカタラーゼ活性調節による細胞防御機構に寄与することが明らかとなった。本知見は、Nrf2-ARE経路活性化に引き続くHO-1発現誘導による細胞傷害性の機序の一端になるかもしれない。また、葉タバコのジエチルエーテル抽出物が強力なARE経路活性化作用を有することを見出した。本年度は、シリカゲルカラムクロマトグラフィおよび順相HPLCによりその成分の分離・精製を行った。NMR解析に十分な純度まで精製を繰り返し、1D,2D-NMRにより構造を推定する。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

細胞死におけるNrf2-ARE経路の役割の解明に関しては順調に達成できた。新規Nrf2-ARE経路活性化物質の探索に関しては、構造決定にまでは至らなかった。この理由として、葉タバコのジエチルエーテル抽出物の水溶性が低く、当初予定していた逆相HPLCに不向きであったことが挙げられる。そのため、条件検討に想定以上の時間を要した。しかし、代替案として、順相HPLCを用いて精製を行っており、現在は解決に向かっている。

Strategy for Future Research Activity

葉タバコ抽出物からのARE活性化成分の探索には、シリカゲルカラムクロマトグラフィ(順相)、逆相HPLC(勾配および均一濃度溶離)を経て精製する。精製した成分は、液体クロマトグラフ質量分析計(LC/MS/MS)により純度、分子量および構造情報を得る。NMR解析に十分な純度まで精製を繰り返し、1D,2D-NMRにより構造を推定する。推定構造から化学合成を行い、合成品と抽出物から得られた成分の活性を比較し、構造決定まで行う。同定した葉タバコ由来Nrf2-ARE経路活性化物質が、細胞毒に対して保護作用を示すか検証する。In vitroにおいては詳細な保護作用機序を薬理学的に解析し、さらに、Nrf2-ARE経路活性化機序について分子レベルにおいて明らかにする。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

研究を遂行するのに必要な培養標本の作成、生化学的検討は現有の実験設備で行うことが可能である。研究経費として消耗品類(薬品、培養関係消耗品、実験用動物、ガラス器具)の他、化学構造分析委託費および有機合成委託費を計上する。

  • Research Products

    (15 results)

All 2012 2011

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (11 results)

  • [Journal Article] Regulation of dopaminergic neuronal death by endogenous dopamine and proteasome activity2011

    • Author(s)
      Izumi, Y., Kume, T., Akaike, A
    • Journal Title

      Yakugaku Zasshi

      Volume: 131 Pages: 21-27

    • URL

      http://dx.doi.org/10.1248/yakushi.131.21

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Na+/Ca2+ exchanger inhibitors inhibit neurite outgrowth in PC12 cells.2011

    • Author(s)
      Oda, T., Kume, T., Izumi, Y., Ishihara, K., Sugimoto, H., Akaike, A.
    • Journal Title

      J. Pharmacol. Sci.

      Volume: 116 Pages: 128-131

    • DOI

      10.1254/jphs.11011SC

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] HMGB1 inhibitor glycyrrhizin attenuates intracerebral hemorrhage-induced injury in rats.2011

    • Author(s)
      Ohnishi M., Katsuki H., Fukutomi C., Takahashi M.,Motomura M., Fukunaga M., Matsuoka Y., Isohama Y., Izumi Y., Kume T., Inoue A., and Akaike A.
    • Journal Title

      Neuropharmacology.

      Volume: 61 Pages: 975-980

    • DOI

      10.1016/j.neuropharm.2011.06.026,

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Glutathione biosynthesis via activation of the nuclear factor E2-related factor 2 (Nrf2)--antioxidant-response element (ARE) pathway is essential for neuroprotective effects of sulforaphane and 6-(methylsulfinyl) hexyl isothiocyanate.2011

    • Author(s)
      Mizuno, K., Kume, T., Muto, C., Takada-Takatori, Y., Izumi, Y., Sugimoto, H., Akaike, A.
    • Journal Title

      J Pharmacol Sci.

      Volume: 115 Pages: 320-328

    • DOI

      10.1254/jphs.10257FP

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 青ジソ抽出物からのNrf2-ARE経路活性化成分の単離および同定2012

    • Author(s)
      泉安彦,松村敦子,脇田誓子,福田宏之,赤木謙一,久米利明,入江一浩,橋本正,赤池昭紀
    • Organizer
      日本薬学会第132年会
    • Place of Presentation
      北海道大学 (北海道)
    • Year and Date
      2012.3.31
  • [Presentation] Protective effects of luteolin on oxidative stress model induced by microinjection of sodium nitroprusside in mice.2012

    • Author(s)
      Qand Agha Nazari,泉安彦, 久米利明,赤池昭紀
    • Organizer
      第85回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館 (京都府)
    • Year and Date
      2012.3.14
  • [Presentation] V-1はアクチン重合を介したSRF依存的経路によりチロシン水酸化酵素遺伝子発現を制御する2012

    • Author(s)
      川畑伊知郎, 森田淳一, 田渕明子, 津田正明,一瀬宏,泉安彦, 久米利明,赤池昭紀,山國徹
    • Organizer
      第85回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館 (京都府)
    • Year and Date
      2012.3.14
  • [Presentation] アミロイドβ誘発神経毒性における22,23位でのターン構造の重要性2012

    • Author(s)
      泉尾直孝,久米利明,佐藤瑞穂,村上一馬,入江一浩,泉安彦,赤池昭紀
    • Organizer
      第85回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館 (京都府)
    • Year and Date
      2012.3.14
  • [Presentation] ドパミンニューロンによる線条体神経支配のin vitro再構築とその機序解明2011

    • Author(s)
      泉安彦,脇田誓子,久米利明,赤池昭紀
    • Organizer
      生体機能と創薬シンポジウム2011
    • Place of Presentation
      日本薬学会長井記念ホール (東京都)
    • Year and Date
      2011.9.2
  • [Presentation] Role of intracellular heme in paraquat-induced cytotoxicity2011

    • Author(s)
      Yasuhiko Izumi, Takamori Yamamoto, Toshiaki Kume, Akinori Akaike
    • Organizer
      第34回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜 (神奈川県)
    • Year and Date
      2011.9.17
  • [Presentation] Dopaminergic innervation of the striatal neruons through integrin α5β12011

    • Author(s)
      Seiko Wakita, Yasuhiko Izumi, Toshiaki Kume, Akinori Akaike
    • Organizer
      第34回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜 (神奈川県)
    • Year and Date
      2011.9.15
  • [Presentation] In vivo 心筋虚血再灌流モデルにおけるセロフェンド酸の心筋保護作用2011

    • Author(s)
      五百蔵忠明,赤尾昌治,久米利明, 井口守丈,泉安彦,赤池昭紀
    • Organizer
      次世代を担う創薬・医療薬理シンポジウム2011
    • Place of Presentation
      北里大学薬学部コンベンションホール (東京都)
    • Year and Date
      2011.8.31
  • [Presentation] 変異体を用いたAβ誘発神経毒性におけるターン構造の重要性の検討2011

    • Author(s)
      泉尾直孝, 久米利明, 佐藤瑞穂,村上一馬, 入江一浩, 泉安彦, 赤池昭紀
    • Organizer
      第119回日本薬理学会近畿部会
    • Place of Presentation
      ウィンクあいち・愛知県産業労働センター (愛知県)
    • Year and Date
      2011.7.8
  • [Presentation] Nrf2-ARE 経路活性化作用を有する食品由来成分の探索2011

    • Author(s)
      松村敦子,泉安彦,脇田誓子,赤木謙一, 入江一浩,久米利明,橋本正,赤池昭紀
    • Organizer
      第120回日本薬理学会近畿部会
    • Place of Presentation
      ホテルグランビア京都 (京都府)
    • Year and Date
      2011.11.11
  • [Presentation] グリチルリチンによるHMGB1活性阻害を介した脳出血誘発トロンビン毒性の制御2011

    • Author(s)
      大西正俊,香月博志,福富千温,高橋円香, 本村美怜,福永瑞季,松岡康裕,磯濱洋一郎, 泉安彦,久米利明,井上敦子,赤池昭紀
    • Organizer
      第120回日本薬理学会近畿部会
    • Place of Presentation
      ホテルグランビア京都 (京都府)
    • Year and Date
      2011.11.11

URL: 

Published: 2013-07-10  

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